制动器的设计计算资料

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汽车的制动性是汽车主要性能之一，只有制动性能良好、制动系统工作可靠的汽车才能充分发挥其动力性能。因此，在整车新产品开发设计中制动系统的匹配计算尤为重要。

STL350Z型非公路矿用自卸车的制动系统采用气压动力制动系。前、中、后制动器都采用复合式储能弹簧制动气室驱动的鼓式凸轮制动器，制动管路采用双回路，配备排气制动。本次计算的目的在于校核制动力、最大制动距离及驻车极限倾角。

1. 制动系的主要参数及其选择

整车基本参数见表1，零部件及测量参数见表2。

整车基本参数

项目 代号 单位 数值 备注

空载总质量 ma, ㎏ 21610

满载总质量 ma ㎏ 50000

轴距 L mm 4530

空载质心高度 Hg1 mm 1410

满载质心高度 Hg2 mm 2552

空载前轴到质心距离 L1, mm 2914

空载后轴到质心距离 L2, mm 1616

满载前轴到质心距离 L1 mm 3927

满载后轴到质心距离 L2 mm 603

车轮滚动半径 rr mm 625

表1 整车基本参数 共10页 第2页

零部件及测量参数

同步附着系数 φ0

0.355401607

路面附着系数 φ

0.4

重力加速度 g m/s2 9.8

最大制动减速度 du/dt m/s2 4.8

每个制动器制动力矩 Tf N·m 25000

制动初速度 v0 m/s 8.33 即30Km/h

路面与轮胎间的滚动摩擦系数 f

0.018

表2 零部件及测量参数

制动力与制动力分配系数

对于任一角速度ω>0的车轮，其力矩平衡方程为

（1）

Tf—制动器对车轮的制动力矩，N •m；

FB—地面对车轮的摩擦力，N；

re—车轮的有效半径，mm；

则 共10页 第3页

根据汽车制动时的整车受力分析，考虑到制动时的轴荷转移，可求得地面对前后轴车轮的法向反力Z1，Z2：

制动器的设计与计算

制动器主要参数及整车参数的确定

整车结构参数的确定

aG

（Kg）

gh(mm)

L(mm) a(mm) b(mm)

整备质量 1625 548 2690 1183.6 1506.4

总质量 2340 750 2690 1348.5 1341.5

表中

aG表示汽车空载或满载时的总质量；

gh表示汽车空载或满载时的质

心高度；a 表示汽车空载或满载时质心距前轮的距离；b 表示汽车空载或

满载时质心距后轮的距离；

L 表示汽车的轴距；另外，车轮半径

R314mm。

制动器主要结构参数与摩擦系数

制动鼓半径：135rmm；

支销至轮心的距离(k,c)：领蹄（29，98），从蹄（29，98）；

促动力至轮心的距离：a

105mm；

衬片起始角：领蹄

10

40°，从蹄

20

25°；

衬片包角： 领蹄

1

110°，从蹄

2

100°；

摩擦衬片宽度：b

55mm；

摩擦系数为：

f0.35；

制动盘有效作用半径：

er98.73mm；

总泵直径：

0d23.8mm；

后分泵管路直径：

2d23.81mm；

前分泵管路直径：

1d60mm；

踏板杠杆比：i4；

驱动系统效率：

0.92；

图1 制动器的主要几何参数 确定制动力分配系数

设制动器液压管路的油压为

0P， 则前制动轮缸的制动压力为：

2

10)2/(dPP

0.00283

0P

后制动轮缸的制动压力为：

2

2021'

)2/(dPPPP

0.00045

0P

对于盘式制动器，在衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，并且在各处的

单位压力分布均匀的情况下，则盘式制动器

的制动力矩为

effNrT2

式中：f

——摩擦系数；

N——单侧制动块对制动盘的压紧

力；

er——制动盘有效作用半径。

又因为，

2

10)2/(dPPN

=0.00283

0P

所以有

efrfPT2

1

0000195406.0P

计算后轮力矩

如图2所示，为了求得法向压力

制动器设计及计算实例

制动器是一种用于车辆或机械设备上的重要安全装置，用于减速、停止或保持其运动状态。其设计和计算涉及到多个方面的因素，包括制动力的大小、刹车盘的尺寸和材料、制动液的压力等。下面将通过一个实例来介绍制动器的设计及计算。

假设我们需要设计一个汽车的制动器，首先我们需要确定以下几个参数：

1. 汽车的质量：假设汽车的质量为1500kg；

2.最大限制加速度：假设最大限制加速度为4m/s^2；

3.停车的时间：假设停车的时间为3秒。

基于以上参数，我们可以计算出汽车需要的制动力：

制动力=汽车质量×最大限制加速度

= 1500kg × 4m/s^2

=6000N

接下来，我们需要设计制动盘的尺寸和材料。制动盘的直径和厚度会影响其散热性能和制动力的传递效果。一般而言，制动盘的直径越大，制动力就越好，但也会增加重量和成本。制动盘的材料通常选择具有良好耐磨性和散热性能的金属材料，如铸铁或复合材料。

假设我们选择了铸铁制动盘，并给定以下参数：

1. 制动盘的直径：假设制动盘的直径为300mm； 2. 制动盘的厚度：假设制动盘的厚度为40mm；

根据制动盘的直径和厚度，我们可以计算制动盘的转动惯量：

转动惯量=(1/2)×制动盘的质量×(制动盘的直径/2)^2

=(1/2)×制动盘的质量×(0.15m)^2

根据实际情况，制动盘的质量需要根据制动盘的材料、直径和厚度来选择。为了方便计算，假设制动盘的质量为20kg。

转动惯量 = (1/2) × 20kg × (0.15m)^2

= 0.45kg·m^2

接下来，我们需要选择适当的制动液和计算所需的制动液压力。制动液在制动器中起到传递力和控制制动器放松的作用。制动液需要具有良好的抗压性、稳定性和耐高温性能。

假设我们选择了常用的DOT4制动液，并给定以下参数：

1.制动液的抗压性比：假设制动液的抗压性比为10：1；

2.需要的制动力：假设需要的制动力为6000N。

盘式制动器制动计算

1.制动力矩计算

制动力矩是盘式制动器产生制动力的重要指标，是制动器设计的基础参数。制动力矩的计算可以通过以下公式进行：

T=Fr*r

其中，T为制动力矩，Fr为制动力，r为制动器半径。制动力的计算涉及到车辆的质量、速度和制动时间等因素，常用的计算公式为：

Fr=m*a/n

其中，m为车辆的质量，a为减速度，n为制动数（通常取2）。

2.摩擦力计算

Ff=μ*N

其中，Ff为摩擦力，μ为摩擦系数，N为垂直于制动盘方向的力。摩擦系数是制动材料的重要参数，需要通过试验或参考相关文献进行确定。

3.温升计算

ΔT=Q/(m*Cp)

其中，ΔT为温升，Q为制动器吸收的热量，m为制动器的质量，Cp为制动器的比热容。制动器吸收的热量可以通过以下公式计算：

Q=Ff*v*t

其中，v为车辆的速度，t为制动时间。

4.设计参数计算 A=T/(μ*p)

其中，A为制动器的有效面积，p为盘式制动器的接触压力。

以上为盘式制动器制动计算的主要内容，通过这些计算，可以得到盘式制动器的设计参数和性能参数，实现对盘式制动器进行合理设计和选型。同时，根据实际情况和需求，还需要考虑制动器的热稳定性、耐磨性、抗褪色性等因素，在设计和选用制动器时综合考虑，以确保制动器的安全可靠性和使用寿命。